DE1905963B2

DE1905963B2 -

Info

Publication number: DE1905963B2
Application number: DE1905963A
Authority: DE
Inventors: Per Svante Stocksund Bahrton (Schweden)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-02-06
Filing date: 1969-02-06
Publication date: 1974-11-21
Also published as: DK132906C; NL6901799A; GB1255255A; SE330835B; US3608573A; DE1905963C3; NL144372B; FR2001425B1; DK132906B; CH485949A; FI52764B; NO130163B; FR2001425A1; DE1905963A1; JPS5132796B1; FI52764C

Description

Die Erfindung betrifft "inen dynamischen Fiuidverstärker mit einer Wechselwirku^gskammer, in welche eir. Leistungsstrahleinlaß sowie zwei etwa rechtwinklig dazu verlaufende Steuerdüsen münden und von welcher zwei durch einen Fluidteiler getrennte Ausgangskanäle ausgehen, wobei der Leistungsstrahleinlaß durch einen scharfkantigen Vorsprung, rechtwinklig zur Strömungsrichtung, verengt ist.

Aus der Veröffentlichung »Fluidics«, Humphrey, Boston 1965, S. 11 bis 13 sowie der FR-PS I 434 405 sind dynamische Fiuidverstärker mit einer Wechselwirkungskammer, in welche ein Leistungsstrahleinlaß so- wie zwei etwa rechtwinklig dazu verlaufende Steuerdüsen münden und von welcher zwei durch einen Fluidteiler getrennte Ausgangskanäle ausgehen, bekannt. Bei diesen bekannten Fluidverstärkern ist der Leistungsstrahleinlaß beim Übergang zur Wechselwirkungskam- 5" mer nicht verengt.

Ein aus der USA.-Patentschrift 3 283 767 bekannter Fiuidverstärker dieser Art weist einen sich verengenden Leistungsstrahleinlaß auf und verwendet den Coanda-Effekt zur Stabilisierung. Bei diesem bekannten Fiuidverstärker dienen im verengten Leistungsstrahleinlaß angeordnete Dornen, Rippen oder Riefen zur Erzeugung von Turbulenzen, die die Verwendung des Fluidverstärkers auch für Fluide bei niedrigen Reynolds-Zahlen gestatten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in einem dynamischen Fiuidverstärker die Umlenkung der Strömung zu erleichtern.

Diese Aufgabe wird bei einem Fiuidverstärker der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der Vorsprung genau am Ende des sonst einen konstanten Querschnitt aufweisenden Leistungsstrahleinlasses beim Übergang zur Wechselwirkungskammer angeordnet ist. Durch den erfindungsgomäß angeorden· fen Vorsprung wird der Fluidstrahl beim Eintritt in die Wechselwirkungskammer instabil. Daraus ergeben sich

foleende Vorteile: £.,. i.-j_uy_str8h! ist durch geringe Steuerdrücke ab-

^e de^Fluidteiler kann näher dem Leisttungsstrahlein-

jaR a;5«M*nr{Jnet werden: und

"*dfe Verlustleistung wird dadurch wesentlich vermin-

^CBei dem erfindungsgemäßen dynamischen Fiuidverstärker entstehen in der Wechselwirkungskammer Wirbel die keine Steuerfunktion, sondern eine stabilisierende Funktion für die Ablenkung des Fluidstrahls in einem Ausgangskaaal haben. Zur Steuerung können daher auch Steuerdruckimpulse verwendet werden.

Zweckfliäßigerwcise ist der Vorsprung durch eine Rippe eine vorstehende Kante oder ein ähnliches Bauelement gebildet, deren bzw. dessen gegen die Strömung gerichtete Seite mit der HaupN'-ös.mngsrichtung des Fluids im Leistungsstrahleinlaß- oder mit der mittleren Längsachse des Leistungsstrahteinlasses einen Winkel von etwa 90° bildet. In vielen Anwendungsfällen ist es weiterhin zweckmäßig, daß der Vorsprung eine geringe Dicke im Verhältnis zu seiner Frstreckung senkrecht zu der Strömungsrichtung des Fluids und zur Ebene, in welcher die Umlenkung der Strömung erfolgt, aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung des Fluidverstärkers und

F i g. 2 einen Längsschnitt durch das Gerät nach F i g. 1 mit einer schematischen Darstellung des Verlaufs der durch einen der beiden Ausgangskanäle geleiteten Strömung.

Der Fiuidverstärker 10 besteht aus einem Block 11 mit einem LeistungsstrahleinlaS 12 und zwei Ausgangskanälen 13, 14. Zwischen dem Leistungsstrahleinlaß 12 und jedem Ausgangskanal 13, 14 ist eine Wechselwirkungskammer 15,16 ausgebildet. Die Kanten 17,18 bilden die Übergänge von der Wechselwirkungskammer 15, 16 zu den zugehörigen Ausgangskanälen 13. 14. Jede Steuerdüse steht jeweils mit einer Steuerleitung 19, 20 in Verbindung, von welchen jede ein Ventil 21 bzw. 22 aufweist. Am Übergang vom Leistungsstrahleinlaß 12 zu der Wechselwirkungskammer 15. 16 ist eine Verengung des Strömungsquerschnitts eingebaut, welche in der dargestellten Ausführungsform durch zwei Vorsprünge 23, 24 gebildet ist, die einander gegenüberliegend an den Innenwänden des Leistungsstrahleinlasses angeordnet sind.

Die Wirkungsweise des Fluidverstärkers 10 wird nun an Hand der Γ i g. 2 erläutert. Das Arbeitsmedium wird durch den Leistungsstrahleinlaß 12 zugeführt. Baut man einen Druckunterschied zwischen den beiden Teilen 15, 16 der Wechselwirkungskammer auf, so wird das Arbeitsmedium durch einen der beiden Ausgangskanäle geleitet. In der Wechselwirkungskammer erzeugt das durchströmende Arbeitsmedium infolge des Düseneffekts einen Unterdruck. Wird beispielsweise der Teil 15 der Wechselwirkungskammer bei geschlossenem Ventil 21 betrachtet, so wird der Unterdruck im Teil 15 aufrechterhalten, während der Druckunterschied bei geöffnetem Ventil 21 ständig ausgeglichen wird. Das Medium, welches den Fiuidverstärker 10 umgibt, kann das Arbeitsmedium sein, z. B. umgebende Atmosphäre. Es

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wird jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß das Grundprinzip der Steuerung darin besteht, daß eine Druckdifferenz zwischen den beiden Teilen der Wechselwirkungskammer aufgebaut wird und daß dieser auf unterschiedliche Weise erzeugt werden kann. Eine Möglichkeit, einen solchen Druckunterschied aufzubauen, besieht darin, in einem Teil der Wechselwirkungskammer einen Überdruck zu erzeugen, während in dem anderen Teil ein geringerer Druck aufrechterhalten wird. Dieser geringere Druck kann der der umgeben- to den Atmosphäre sein. Im vorliegenden Fall ist angenommen, daß das Ventil 21 geschlossen und das Ventil 22 geöffnet ist In dem Teil 16 der Wechselwirkungskammer wird so der Druck ständig ausgeglichen, während in dem Teil 15 der Wechselwirkungskammer ein geringerer Druck vorherrscht

In dem TeH 15 der Wechselwirkungskammer erzeugt der Vorsprung 23 einen Wirbel, der sich, wie durch die Pfeile angedeutet, im Uhrzeigersinn dreht Das bedeutet, daß an den Eintrittsöffnungen der Ausgangskanäle 13. 14, welche durch die Kanten 17, 18 bestimmt sind, das Arbeitsmedium von einer Bewegungskomponente beeinflußt wird, die in Fig.? nach unten urJ gegen die Wandungen des Teils 15 der Wechselwirkungskammer und des Ausgangskanals 13 gerichtet ist. Hierdurch wird das Arbeitsmedium in den Ausgangskanal 13 geleitet. Werden nun gemäß irgendeiner der obenerwähnten Möglichkeiten die Druckverhältnisse umgekehrt, so werden die soeben beschriebenen Bedingungen statt dessen im Teil 16 der Wechselwirkungskammer herbeigeführt, so daß das Arbeitsmedium zum Ausgangskanal 14 geleitet wird. Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß die Wirbel in der Wechselwirkungskammer IS, 16 den in einen der Ausgangskanale 13 oder i4 geleiteten Leisiungwiffthl stabilisieren- Der Wirbel ·η dem jeweiligen Teil der Wechselwirkungskammer, der durch die Vorspränge 23.24 erzeug', oder verstärkt wird, gewährleistet, daß der Fluidverstürker in der beschriebenen Weise zuverlässig umgeschaltet werden kann und erleichtert dessen Steuerung.

Was die Anordnung und die genaue Raumform der Verengung betrifft, so können diese Kenngrößen in Anpassung an die jeweiligen Bedingungen verändert werden. Wesentlich ist jedoch, daß die Verengung in jedem Fall ein solches Profil aufweist daß am Obergang vom Leistungsstrahleinlaß zur Wechselwirkungskammer ein plötzlicher Wechsel des Strömungsverlaufs eintritt Auf diese Weise ist die Erzeugung oder Vergrößerung des gewünschten Wirbels in den beiden Teilen der Wechseiwirkungskarnmer gesichert. In den meisten Anwendungsfällen beträgt die Quererstreckung der Verengung zwischen tO und 40 % der Entfernung zwischen der Innenwand des Leistungsstrahleinlasses und dessen Mittelachse. Eine .ien sich ergebenden Querschnitt im Leistungsstrahleinlpß beträchtlich vermindernde Verengung, die stromlinienförmig oder auf andere Weise länglich ausgebildet ist, so da3 sie hauptsächlich die Geschwindigkeit des durchfließenden. Arbeitsmediums erhöht, liegt außerhalb des Schutzbereichs der Erfindung. Aber auch in anderer Hinsicht können die geometrischen Formen und die Ausgestaltung der verschiedenen Konstruktionselemente des Fluidverstärkers in weitem Umfang verändert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

ί. Dynamischer Fiuidverstärker mit einer Weeh· seiwirkuhgskammer, in weiche ein LeistungsstrahletnlaS sowie zwei etwa rechtwinklig dazu verlaufende Steuerdüsen münden und von welcher zwei durch einen Fhiidteilcr getrennte Ausgangskanäle ausgehen, wobei der Leistungsstrahleinlaß durch einen scharfkantigen Vorsprung, rechtwinklig zur Strömungsrichtung, verengt ist. dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (23. 24) genau am Ende des sonst einen konstanten Querschnitt aufweisenden Leistungsstrahleinlasses (12) beim Obergang zur Wechselwirkungskammer (16) angeordnet ist
2. Dynamischer Ruidverstärker nach .Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung 23,24 durch eine Rippe, eine vorstehende Kante oder ein ähnliches Bauelement gebildet ist, deren bzw. dessen gegen die Strömung gerichtete Seite mit der Hauptströiiiungsrichtung des Fluids im Einlaß oder mit der mittleren Längsachse des Einlasses einen Winkel von etwa 90° bildet.
3. Dynamischer rluiciversiärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (23, 24) eine geringe Dicke im Verhältnis zu seiner Erstreckung senkrecht zur Strömungsrichtung des Fluids aufweist.

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